无刷直流电机之心脏步进电机中的定子与绕组结构犹如精密工匠的手艺巧妙编织每一个转动的瞬间
无刷直流电机的核心在于其永磁同步电动机设计,电子控制系统精准调控多相绕组,而转子内置永磁体。从结构上来看,无刷直流电机分为径向和轴向两种类型,以及外转子与内转子的不同布局。定子部分的构造与一般交流异步或同步电机相似,其主要功能是生成磁通并支持多相绕组。常见的铁心设计采用齿槽形状,便于安装绕组。
有刷直流电机中,也存在无槽结构,如无槽直流、无铁心、空心杯和印刷线圈等型号,这些技术同样可以应用到无刷直流电机中。由于绕组直接安放于定子上,无刷直流电机在制作过程中更具优势。此方法通常包括自粘漆包线制造线圈元件,然后使用专门工具将它们排列固定在铁心表面。这一工艺虽然原理与有槽式相同,但为了适应气隙中的特殊情况,在具体设计和生产工艺上会有显著差异。
对比来说,无槽结构带来了以下优点:
无需齿槽提供额外的转矩,运行时产生低振动和低噪声,使得它特别适合要求极高平稳性运行环境。
电感较低,加快了当前通过绕组的速度,提供了更加线性的机械性能及更好的可控性。
铁损耗较低,从而提高了效率。
然而,无槽结构也存在成本较高的问题,由于需要更大的气隙以便安装足够数量的永磁材料才能达到所需强度。此外,对于径向结构,无槽式需要复杂设备进行制造,而且手工操作增加了成本。此外,由于散热问题,不同程度地影响了绕组性能。
无刷直流电动机中的多相绕组形式类似于一般交流多相交流电动机会有的配置,其中最普遍的是三相配置,小型设备可能采用单相。而根据平均每个极部位占据每次数目不同的特征,可以分为整数和分数系;根据每个位置上的边层数不同,可以进一步细化为单层、二层、三层等;以及按跨距大小区分整距、中距、高距等。在连接各个环之间,常见星形连接方式,但封闭式连接并不常见。在国内市场中,有一些厂家如河北宇捷電機科技有限公司生产具有全面的产品系列,可供参考。